Morfometría

SedimentologíaAño 2011

� Estudio de la FORMA de los clastos� Información sobre agentes de transporte y

ambientes depositacionales

� A qué se refiere la FORMA?� Ojo! Forma geométrica, esfericidad y redondez

� Descripción cualitativa

� Descripción cuantitativa

Factores que controlan la Forma

� 1) Forma original del clasto (mineralogía; roca madre)

� 2) Estructura cristalina (clivaje)� 3) Estabilidad del material (resistencia ante la

alteración)� 4) Naturaleza del agente de

transporte y su energía� 5) Tiempo y distancia

� Conceptos relacionados con la descripción de la forma:

� Índices o Factores de Forma (longitud de ejes principales)

� Grado de Angulosidad o Redondez� En general: � Forma – comportamiento durante transporte y

depositación� Redondez – refleja distancia y tipo de transporte

(agente, energía)

� Morfología de clastos� Resultante de mecanismos de selección

hidráulica � Influenciada por la granulometría� Métodos de determinación� Varían con la granulometría

Forma y Redondez de Sedimentos Gruesos

Gravas y Cascajos

Índices o Factores de Forma

� Equidimensionalidad del clasto� Dos formas de obtenerlos:

1) desviación de una forma geométrica2) ejes principales

� Forma patrón de referencia:esfera

� Menor A para un V dado� Consecuencia: mayor v decantación

(que un sólido de igual δ y V pero ≠ forma)� Wadell (1932):

Esfericidad = s/S� Donde s = área de esfera de = V que el clasto

S = área del clasto

� Problema: Partículas de = esfericidad pueden tener geometrías alargadas a achatadas…¿¿??

� 3 Ejes perpendiculares (a>b>c)

� Clasificación de Zingg (1935) utiliza razones b/a y c/b

a>b>c

c/u da un diámetro principal

medidas 3D

Clasificación de Zingg (1935)

Clase b/a c/b Forma del Clasto

I >2/3 <2/3 Discoidal u Oblado

II>2/3 >2/3

Equidimensional o Esférico

III<2/3 <2/3

Laminar

IV<2/3 >2/3

Prolado

Relaciones axiales (b/a) y (c/b)

� Krumbein (1941)� Gráfico de Zingg con Curvas de

Isoesfericidad

� Expresada con los dos índices:� De aplastamiento o achatamiento (c/b)� De elongación (b/a)

Relación Esfericidad-Forma (Zingg & Krumbein)

Métodos de Determinación de Esfericidad� Concepto original de Wadell

� Índice (E)= Aesfera=Vclasto /Aclasto

� Problemas (área real clasto??)

� Otra forma: 3√ Vclasto/ Vesfera circunscribe al clasto

� Volumen clastos: Arquímedes

� Volumen esfera que circunscribe al clasto diferentes métodos

� Si sustituimos los volúmenes…� Vclasto = (π/6)d3

� Vesfera = (π/6)a3

� Esfericidad = d/a

� Donde d = Diámetro Nominal (d esfera = V clasto) y a = Diámetro Máximo (d esfera que circunscribe la partícula)

¿Qué hacemos cuando tenemos muchos clastos? ¿O pocos pero de tamaño considerable?

Nomograma de Wadell

� Esfericidad de intercepción (Krumbein, 1941)

� Φi = 3√ (B/A)2 (C/B)

� Esfericidad de proyección máxima (Sneed& Folk,1958)

� Φi = 3√ C2/AB= 3√ B/A (C/B)2

Método de Proyección: determinación bidimensional de la esfericidad� Riley (1941)� Proyección de clasto hasta

que a = 7 cm� Sobre papel cuadriculado

dibujo borde clasto� Círculo alrededor y por dentro

� E = √ Di / Dc ≤ 1

� Donde Di es el diámetro del máximo círculo inscripto sobre la proyección y Dc es el diámetro del círculo circunscripto a la proyección

� Esfericidad varía entre 0.3 y 1

� Máxima esfericidad = 1� 0.9 – 0.8 alta� 0.7 – 0.5 media� 0.4 – 0.3 baja

Redondez

� Concepto� Abrasión durante transporte y distancia� Wentworth (1919): relación entre r/R, donde r

= radio de curvatura de la arista más aguda y R = mitad del eje a

� Estudio cuantitativo

� Wadell (1933): promedio del radio de curvatura de las aristas y del radio de curvatura de la esfera máxima inscripta

� Redefinición: 3D a 2D� Radio promedio de curvatura de los vértices

de la proyección del clasto/Radio círculo máximo inscripto

� Nuevamente método de proyección

Método de Proyección

� De nuevo proyección del clasto

� Máxima circunferencia inscripta

� Circunferencias en c/vértice� ρ=∑(ri/R)/N� ri = radio circunferencias

chicas� R = radio circunferencia

grande� N = n°de circunferencias

menores

� Estudios cuantitativos� 0-0.15 anguloso� 0.15-0.25 subanguloso� 0.25-0.40 subredondeado� 0.40-0.60 redondeado� 0.60-1.00 muy redondeado

Forma y Redondez de Sedimentos Medios

Arenas

Forma

� ¿Ejes? ¡No!� Método de Glezen & Ludwick (1963)� Grado de Tabularidad� Separación de granos de ≠ formas por su

tabularidad a través del rodamiento� Separación mecánica de clases de forma� Método de Kuenen (1963)� Facilidad de rodamiento o pivotabilidad� Separa, dentro de fracciones granulométricas, por

su tendencia a rodar en un plano inclinado

Esfericidad

� Método de Proyección (igual que con gravas)� Diferencia: granos montados en vidrio según

la fracción granulométrica (50)� Área de cada grano con planímetro (50 por

clase)� Esfericidad = dc/Dc� dc = d circunferencia con = A grano

proyectado (diámetro seccional nominal)� Dc = d menor círculo circunscripto (d mayor

del grano)

Se halla el diámetro seccional nominal (dc) con un diagrama

Puedo utilizar de nuevo el Nomograma de Wadell, pero se ingresa

por el Dn (diámetro seccional nominal)

Redondez

� Estudios cuantitativos� Método de proyección (igual que con gravas)

pero montados en vidrio� Estudios cualitativos� Comparadores visuales� Granos separados por fracción

granulométrica� Ojo desnudo o lupa estereoscópica

Comparador visual de Powers (1982)

Importancia de la Esfericidad

� Relación con depositación� Clastos de = esfericidad pero ≠ forma: mismo

comportamiento de depositación � Esfericidad vs Comportamiento Hidráulico� Condición: ρ similares

diámetros nominales similares

d de la esfera circunscripta

Importancia de la Redondez

� Relacionada a madurez textural

� Relación redondez/angulosidad con:� distancia al área fuente� transporte� resistencia del material

Influencia de la Forma sobre el comportamiento hidráulico de los clastos� Esfericidad y velocidad de depositación:

baja esfericidad depositación más lentamovimiento más irregular

� Ojo! Efecto esfericidad sobre v depositación (ley de impacto a ley de Stokes)

� Redondez más importante en control de carga y transporte

� Granos angulosos vs redondeados

� Corey (1949): Factor de Forma (CSF)CSF=c/(ab)1/2

� CSF relacionado a “achatamiento”� Influencia sobre v de depositación:

más achatada más lentamente se deposita(= P y ρ)

Conclusiones

� Esfericidad: semejanza a una esferadeterminada por forma originalresistencia, clivajecomportamiento al depositarse

� Redondez: agudeza de aristasdeterminada por agente (E) distancia y tiempomadurez de sedimentos

� Efecto combinado mayor que por separado